Anglų fizikas Michaelas Faradėjus, užaugęs neturtingoje šeimoje, tapo vienu didžiausių mokslininkų žmonijos istorijoje. Jo išskirtiniai pasiekimai buvo pasiekti tuo metu, kai mokslas buvo daugybė žmonių, gimusių privilegijuotose šeimose. Elektrinės talpos vienetas faradas pavadintas jo vardu.
Faraday (fizikas): trumpa biografija
Michael Faraday gimė 1791 m. rugsėjo 22 d. Didžiosios Britanijos sostinėje Londone. Jis buvo trečias vaikas Jameso ir Margaret Faraday šeimoje. Jo tėvas buvo kalvis, kurio sveikata buvo silpna. Prieš vedybas jo mama dirbo kambarine. Šeima gyveno skurde.
Iki 13 metų Michaelas lankė vietinę mokyklą, kurioje įgijo pradinį išsilavinimą. Norėdamas padėti šeimai, jis pradėjo dirbti pasiuntiniu knygyne. Vaikino darbštumas padarė įspūdį jo darbdaviui. Po metų jis buvo paaukštintas į knygrišio mokinį.
Knygų įrišimas ir mokslas
Michael Faraday norėjo daugiau sužinoti apie pasaulį; jis neapsiribojo knygų restauravimu. Po kruopštaus kasdienio darbo jis visą savo laisvalaikį praleido skaitydamas įrištas knygas.
Lėtai jis suprato, kad domisi mokslu. Jam ypač patiko dvi knygos:
- Encyclopædia Britannica yra jo žinių apie elektros energiją ir daug daugiau š altinis.
- Chemijos pokalbiai – 600 puslapių prieinamos chemijos, kurią sukūrė Jane Marset.
Jis buvo taip susižavėjęs, kad dalį savo negausių pajamų pradėjo leisti chemikalams ir aparatams, kad patvirtintų, ką perskaitė.
Plėsdamas savo mokslines žinias jis išgirdo, kad žinomas mokslininkas Johnas Tatumas ruošiasi skaityti viešų gamtos filosofijos (fizikos) paskaitų ciklą. Norint dalyvauti paskaitose, reikėjo sumokėti vieno šilingo mokestį – per daug Michaelui Faraday. Vyresnysis brolis, kalvis, sužavėtas didėjančio brolio atsidavimo mokslui, skyrė jam reikiamą sumą.
Susipažinkite su Humphrey Davy
Faraday žengė dar vieną žingsnį mokslo link, kai knygyno klientas Williamas Dance'as paklausė Michaelo, ar jis norėtų gauti bilietus į paskaitas Karališkojoje institucijoje.
Dėstytojas seras Humphry Davy buvo vienas garsiausių to meto mokslininkų pasaulyje. Faradėjus pasinaudojo proga ir išklausė keturias paskaitas apie vieną naujausių chemijos problemų – rūgštingumo nustatymą. Jis stebėjo eksperimentus, kuriuos Davy atliko per paskaitas.
Tai buvo pasaulis, kuriame jis norėjo gyventi. Faradėjus laikė užrašus, o vėliau padarė tiek daug papildymų, kad sukūrė 300 puslapių rankraštį, kurį pats įrišo ir nusiuntė Davy'ui kaip ženklą.ačiū.
Tuo metu knygyno kieme Michaelas pradėjo atlikti sudėtingesnius eksperimentus, siekdamas sukurti elektros bateriją iš varinių monetų ir cinko diskų, atskirtų šlapiu druskos popieriumi. Jis naudojo jį cheminėms medžiagoms, tokioms kaip magnio sulfatas, skaidyti. Humphry Davy buvo šios chemijos srities pradininkas.
1812 m. spalio mėn. Faradėjaus pameistrystė baigėsi ir jis pradėjo dirbti knygrišiu pas kitą darbdavį, kuris jam atrodė nemalonus.
Laimės nebūtų, bet nelaimė padėjo
Ir tada buvo laimingas Faradėjaus įvykis. Dėl nesėkmingo eksperimento Humphry Davy buvo sužeistas: tai laikinai paveikė jo gebėjimą rašyti. Michaelas kelias dienas sugebėjo saugoti užrašus Davy'ui, kurį sužavėjo jam atsiųsta knyga.
Kai baigėsi trumpas asistento darbo laikotarpis, Faradėjus išsiuntė mokslininkui laišką, prašydamas pasamdyti jį savo padėjėju. Netrukus po to vienas iš Davy'o laboratorijos padėjėjų buvo atleistas dėl netinkamo elgesio, o Humphrey paklausė Michaelo, ar jis norėtų užimti laisvą vietą.
Ar jis norėtų dirbti Karališkajame institute su vienu garsiausių mokslininkų pasaulyje? Tai buvo retorinis klausimas.
Karjera karališkojoje institucijoje
Faradėjus pareigas pradėjo eiti 1813 m. kovo 1 d., būdamas 21 metų.
Jis buvo gerai apmokamas ir jam buvo suteiktas kambarys gyventi Karališkojo instituto palėpėje. Michaelas buvo labai patenkintas ir jo su šia įstaiga nebėranutrauktas 54 metams, per kuriuos spėjo tapti chemijos profesoriumi.
Faraday darbas buvo paruošti įrangą eksperimentams ir paskaitoms Karališkojoje institucijoje. Iš pradžių jis susidūrė su azoto trichloridu – sprogmeniu, kuris sužalojo Davy. Michaelas taip pat trumpam prarado sąmonę per kitą sprogimą, o kai Humphrey vėl buvo sužeistas, eksperimentai su šiuo junginiu buvo sustabdyti.
Po 7 mėnesių Karališkojoje institucijoje Davy pasiėmė Faradėjų į 18 mėnesių turą po Europą. Per tą laiką Michaelas sugebėjo susitikti su puikiais mokslininkais, tokiais kaip Andre-Marie Ampère Paryžiuje ir Alessandro Volta Milane. Tam tikra prasme kelionė pakeitė jo universitetinį išsilavinimą – Faradėjus per tą laiką daug išmoko.
Vis dėlto didžiąją kelionės dalį jis buvo nepatenkintas, nes be mokslinio ir sekretoriaus darbo jam teko laukti Davy ir jo žmonos. Mokslininko žmona nelaikė Faradėjaus lygiu dėl jo kilmės.
Grįžus į Londoną viskas stojo į savo vietas. Karališkasis institutas atnaujino Michaelio sutartį ir padidino jo atlyginimą. Deivis net pradėjo minėti savo pagalbą moksliniuose straipsniuose.
1816 m., būdamas 24 metų, Faradėjus skaitė pirmąją paskaitą apie materijos savybes. Tai vyko Miesto filosofijos draugijoje. Tuo pačiu metu jis paskelbė savo pirmąjį mokslinį straipsnį apie kalcio hidroksido analizę žurnale Science Quarterly.
1821 m., būdamas 29 metų, Faradėjus buvo paskirtas Karališkojo instituto namų ūkio ir laboratorijos vadovu. Tame pačiamejis vedė Sarą Barnard. Michaelas ir jo žmona beveik visus ateinančius 46 metus gyveno institute, jau ne palėpėje, o patogioje patalpoje, kurioje kažkada buvo Humphry Davy.
1824 m. Faradėjaus biografija (fizika) buvo pažymėta jo išrinkimu į Karališkąją draugiją. Tai buvo pripažinimas, kad jis tapo žymiu mokslininku.
1825 m. fizikas Faradėjus tapo laboratorijos direktoriumi.
1833 m. jis tapo Fullerio chemijos profesoriumi Didžiosios Britanijos karališkojoje institucijoje. Faradėjus šias pareigas ėjo visą likusį gyvenimą.
1848 ir 1858 m. jis buvo paprašytas vadovauti Karališkajai draugijai, bet atsisakė.
Mokslo pasiekimai
Prireiktų daugiau nei vienos knygos Faradėjaus fizikos atradimams aprašyti. Neatsitiktinai Albertas Einšteinas savo kabinete laikė tik trijų mokslininkų: Isaaco Newtono, Jameso Maxwello ir Michaelo Faradėjaus nuotraukas.
Kaip bebūtų keista, nors žodis „fizikas“pradėtas vartoti dar mokslininko gyvavimo metais, jam pačiam tai nepatiko ir jis visada vadino save filosofu. Faradėjus buvo žmogus, kuris atradimus padarė eksperimentuodamas ir garsėjo tuo, kad niekada neatsisakė idėjų, kurias sugalvojo pasitelkęs mokslinę intuiciją.
Jei jis manė, kad idėja to verta, jis eksperimentavo nepaisydamas daugelio nesėkmių, kol pasiekė tai, ko tikėjosi, arba kol buvo įsitikinęs, kad motina gamta įrodė, kad jis klysta, o tai buvo labai reta.
Taigi, ką Faradėjus atrado fizikoje? Štai keletas jo žymiausiųpasiekimai.
1821: elektromagnetinio sukimosi atradimas
Tai buvo to, kas galiausiai paskatins sukurti elektros variklį, pranašas. Šis atradimas buvo pagrįstas Oerstedo teorija apie elektros srovę tekančią laido magnetines savybes.
1823: Dujų skystinimas ir šaldymas
1802 m. Johnas D altonas pasiūlė, kad visos dujos gali būti suskystintos esant žemai temperatūrai arba aukštam slėgiui. Fizikas Faradėjus tai įrodė empiriškai. Pirmiausia jis chlorą ir amoniaką pavertė skysčiu.
Skystas amoniakas taip pat buvo įdomus, nes, kaip pažymėjo Michaelas Faradėjus, jo garavimo proceso fizika sukėlė aušinimą. Aušinimo dirbtinio garinimo būdu principą 1756 m. Edinburge viešai pademonstravo Williamas Cullenas. Mokslininkas, naudodamas siurblį, sumažino slėgį kolboje eteriu, ko pasekoje jis greitai išgaravo. Dėl to atšalo, o kolbos išorėje dėl oro drėgmės susidarė ledas.
Faradėjaus atradimo svarba buvo ta, kad mechaniniai siurbliai gali paversti dujas skysčiu kambario temperatūroje. Tada skystis išgaravo, vėsindamas viską aplinkui, susidariusias dujas buvo galima surinkti ir vėl suspausti į skystį siurblio pagalba, kartojant ciklą. Taip veikia šiuolaikiniai šaldytuvai ir šaldikliai.
1862 m. pasaulinėje parodoje Londone Ferdinandas Carré pademonstravo pirmąją pasaulyje komercinę ledo gamybos mašiną. Automobilyje kaip aušinimo skystis buvo naudojamas amoniakas, ir taipagamino ledą 200 kg per valandą greičiu.
1825: benzeno atradimas
Istoriškai benzenas tapo viena iš svarbiausių chemijos medžiagų tiek praktine prasme, tai yra, jis naudojamas kuriant naujas medžiagas, ir teorine prasme, siekiant suprasti cheminį ryšį. Mokslininkas aptiko benzeno riebiuose Londono apšvietimo dujų gamybos įrenginio likučiuose.
1831: Faradėjaus dėsnis, formulė, elektromagnetinės indukcijos fizika
Tai buvo nepaprastai svarbus atradimas mokslo ir technologijų ateičiai. Faradėjaus dėsnis (fizika) teigia, kad kintamasis magnetinis laukas grandinėje indukuoja elektros srovę, o sukuriama elektrovaros jėga yra tiesiogiai proporcinga magnetinio srauto kitimo greičiui. Vienas iš galimų jo įrašų yra |E|=|dΦ/dt|, kur E yra EML, o Ф yra magnetinis srautas.
Pavyzdžiui, judant pasagos magnetą išilgai vielos, susidaro elektros srovė, nes magneto judėjimas sukelia kintamąjį magnetinį lauką. Prieš tai vienintelis srovės š altinis buvo baterija. Michaelas Faraday'us, kurio atradimai fizikoje parodė, kad judesį galima paversti elektra arba, moksliškiau tariant, kinetinę energiją galima paversti elektros energija, yra atsakingas už tai, kad didžioji dalis energijos mūsų namuose šiandien gaminama iš šiuo principu.
Rotacija (kinetinė energija) elektromagnetinės indukcijos būdu paverčiama elektra. O sukimasis, savo ruožtu, gaunamas veikiant dideliam garui ant turbinų.slėgis, kurį sukuria anglies, dujų ar atomo energija, arba vandens slėgis hidroelektrinėse, arba oro slėgis vėjo jėgainėse.
1834: elektrolizės dėsniai
Fizikas Faradėjus labai prisidėjo kuriant naują elektrochemijos mokslą. Jame paaiškinama, kas vyksta sąsajoje tarp elektrodo ir jonizuotos medžiagos. Elektrochemijos dėka naudojame ličio jonų baterijas ir akumuliatorius, kurie maitina šiuolaikines mobiliąsias technologijas. Faradėjaus dėsniai yra svarbūs mūsų supratimui apie elektrodų reakcijas.
1836: ekranuoto fotoaparato išradimas
Fizikas Faradėjus išsiaiškino, kad kai elektros laidininkas įkraunamas, visas perteklinis krūvis kaupiasi jo išorinėje pusėje. Tai reiškia, kad patalpoje ar metaliniame narve jokio papildomo mokesčio neatsiranda. Pavyzdžiui, žmogus, apsirengęs Faradėjaus kostiumu, tai yra su metaliniu pamušalu, nėra veikiamas išorinės elektros srovės. Faradėjaus narvas ne tik apsaugo žmones, bet ir gali būti naudojamas elektriniams ar elektrocheminiams eksperimentams, jautriems išoriniams trukdžiams, atlikti. Ekranuotos kameros taip pat gali sukurti negyvas zonas mobiliajam ryšiui.
1845: Faradėjaus efekto atradimas – magnetooptinis efektas
Kitas svarbus eksperimentas mokslo istorijoje buvo pirmasis, įrodantis ryšį tarp elektromagnetizmo ir šviesos, kuris 1864 m. buvo visiškai aprašytas Jameso Clerko Maxwello lygtimis. Fizikas Faradėjus nustatė, kad šviesa yra elektromagnetinė banga: „Kaipriešingi magnetiniai poliai buvo toje pačioje pusėje, tai turėjo įtakos poliarizuotam pluoštui, o tai įrodo ryšį tarp magnetinės jėgos ir šviesos…
1845: Diamagnetizmo kaip visos materijos savybės atradimas
Dauguma žmonių yra susipažinę su feromagnetizmu, kaip pavyzdį naudodami įprastus magnetus. Faradėjus (fizikas) atrado, kad visos medžiagos yra diamagnetinės – dažniausiai silpnai, bet yra ir stiprių. Diamagnetizmas yra priešingas taikomo magnetinio lauko krypčiai. Pavyzdžiui, jei pastatysite šiaurės ašigalį šalia stipriai diamagnetinės medžiagos, ji atstums. Diamagnetizmas medžiagose, sukeltas labai stiprių šiuolaikinių magnetų, gali būti panaudotas levitacijai pasiekti. Netgi gyvi daiktai, tokie kaip varlės, yra diamagnetiniai ir gali plūduriuoti stipriame magnetiniame lauke.
Pabaiga
Michael Faraday, kurio atradimai fizikoje padarė revoliuciją moksle, mirė 1867 m. rugpjūčio 25 d. Londone, sulaukęs 75 metų. Jo žmona Sara gyveno ilgiau. Pora vaikų neturėjo. Visą gyvenimą jis buvo pamaldus krikščionis ir priklausė nedidelei protestantų sektai, vadinamai sandemanais.
Netgi jam gyvuojant Faradėjų buvo pasiūlyta palaidoti Vestminsterio abatijoje kartu su Didžiosios Britanijos karaliais ir karalienėmis bei tokiais mokslininkais kaip Izaokas Niutonas. Jis atsisakė kuklesnės ceremonijos. Jo kapą, kuriame taip pat palaidota Sara, galima rasti Highgate kapinėse Londone.
